Guida alla selezione dei materiali
per applicazioni economiche a bassa quota
La scelta del materiale giusto in base a specifici scenari operativi è fondamentale per garantire prestazioni e durata.
Facendo riferimento alla matrice di scenario delineata nel Libro bianco sull’economia a bassa quota della Società cinese di aeronautica e astronautica, evidenziamosoluzioni di materiali tipici per applicazioni chiave.
Scenario 1: Operazioni agricole e forestaliLa selezione dei materiali in questo settore dovrebbe dare priorità a:Resistenza alla corrosione chimicaLe soluzioni materiali consigliate includono:Componenti strutturali portanti chiave(ad esempio, telai di fusoliera, staffe di spruzzatura)PA6-GF30Lega PPO/PSIgnifugo e resistente alla corrosione da pesticidi. Ideale per componenti di precisione come staffe per serbatoi di pesticidi e alloggiamenti per valvole.Lega di titanioEccezionale durata e resistenza alla corrosione. Ideale per parti fortemente esposte e sottoposte a ripetute sollecitazioni, come i connettori dei bracci di spruzzatura.Componenti esposti chimicamente resistenti(ad esempio ugelli di spruzzatura, serbatoi di pesticidi, condotte)PPS-GF40 con rivestimento in lega di titanioLa combinazione della resistenza chimica e alle alte temperature del PPS con un rivestimento in titanio garantisce una protezione eccezionale contro la penetrazione dei pesticidi, prolungando notevolmente la durata dei componenti.Componenti interni leggeri(ad esempio, pannelli di controllo, interni della cabina di pilotaggio, pannelli di rivestimento interno)ABSPC (policarbonato)Eccellente resistenza agli urti, ideale per coperture protettive per schermi di monitoraggio o finestre di osservazione.Lega di alluminio
Scenario 2: Applicazioni di trasporto
Nel settore dei trasporti, i veicoli aerei vengono utilizzati principalmente per il trasporto di passeggeri e merci, la fotografia aerea, la risposta alle emergenze e i servizi di soccorso.
Date queste applicazioni, la selezione dei materiali deve concentrarsi su:
Design leggero per migliorare la flessibilità e la resistenza al volo
Elevata rigidità e resistenza per resistere a notevoli sollecitazioni strutturali e impatti esterni
In base alle esigenze specifiche, le soluzioni materiali consigliate sono le seguenti:
Strutture portanti del nucleo
(ad esempio, telai della fusoliera, carrello di atterraggio)
PA6-GF30
PEEK-CF40
Eccezionale resistenza e resistenza alla fatica, adatti per connettori critici nei dispositivi di soccorso di emergenza (ad esempio meccanismi di sollevamento).
Lega di titanio
Eccezionale rapporto resistenza/peso, ideale per punti strutturali ad alto carico e ad alta sicurezza su aerei di soccorso (ad esempio, interfacce dei ganci di soccorso).
Lega di alluminio
Leggero e relativamente resistente, può sostituire il PA6-GF30 nelle strutture portanti secondarie (ad esempio, staffe del vano di carico).
Componenti interni funzionali
(ad esempio, pannelli degli strumenti, staffe, cerniere delle porte della cabina, connettori)
Lega PC/ABS
Equilibra resistenza al calore e lavorabilità, adatto per parti strutturali di forma complessa, riducendo il peso e mantenendo la resistenza.
Lega di alluminio
Lavorabilità superiore rispetto al titanio, ideale per componenti mobili di precisione che richiedono tolleranze ridotte.
Componenti mobili ad alta velocità
(ad esempio, alberi del rotore, ingranaggi di trasmissione)
PEEK-CF40 con rivestimento in lega di titanio
Componenti di osservazione trasparenti
(ad esempio finestre, custodie per telecamere)
Policarbonato (PC)
Trasparente e resistente agli urti, garantisce una chiara visibilità per le apparecchiature di ripresa aerea.
Scenario 3: Monitoraggio ambientale offshore
Pertanto, i materiali devono presentareeccellente resistenza chimicaresistenza al caloreSulla base di questi requisiti ambientali, le soluzioni materiali consigliate sono le seguenti:Componenti altamente esposti(ad esempio, alloggiamenti per sensori, staffe esterne, supporti per sensori, galleggianti)Lega di titanioLega di alluminio anodizzatoMaggiore resistenza alla nebbia salina dopo il trattamento di anodizzazione, adatta per galleggianti economici o staffe di supporto esterne.Lega PPO/PSPPS-GF40Resistenza alle alte temperature e ignifuga, ideale per componenti attorno ai vani motore o installazioni di pannelli solari.Componenti del dispositivo di monitoraggio principale(ad esempio, data pod, alloggiamenti sigillati)PEEK-CF40Elevata resistenza allo scorrimento e basso assorbimento di umidità, prevengono il degrado delle prestazioni in ambienti ad elevata umidità; ideali per strumenti di precisione a lunga durata.Cabine sigillate per strumenti di precisioneTelaio in lega PPO/PS + lega di titanioZone ad alta temperatura(ad esempio, carter motore, condotti di scarico)PPS-GF40 con elementi di fissaggio in lega di titanioVantaggio della combinazione: il PPS offre resistenza al calore e alla corrosione, mentre gli elementi di fissaggio in titanio prevengono guasti ai collegamenti dovuti alla ruggine del metallo.RiepilogoApplicazioni sensibili ai costi (ad esempio agricoltura e silvicoltura):Utilizzare principalmente PA6-GF30 + lega di alluminio, con PPS-GF40 o lega di titanio applicata solo alle aree critiche soggette a corrosione chimica (ad esempio, punti di esposizione ai pesticidi).Applicazioni che privilegiano le prestazioni (ad esempio, soccorso e trasporto):Applicazioni in ambienti estremi (ad esempio monitoraggio marino):La lega di titanio è essenziale per i componenti immersi per lunghi periodi, integrata da leghe PPO/PS e alluminio anodizzato per ottimizzare i costi.Naturalmente, quanto sopra riportato è una linea guida generale.Il principio fondamentale rimane lo stesso:Possiamo bilanciare prestazioni e costi attraverso una combinazione di materiali di base a basso costo e parti critiche ad alte prestazioni;
Nel prossimo articolo esploreremo i materiali emergenti ad alte prestazioni, adatti alle applicazioni più impegnative.
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